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杜祥琬:能源科技创新进入高度活跃期
发布日期:2016-06-21  来源:中国电力报  浏览次数:218

  5月28日,中国科学院学部科学与技术前沿论坛在京召开,会议以“新一次科技革命浪潮”为主题,邀请多位院士专家进行专题报告。会议期间,就“能源科技发展前沿及未来方向”,中国工程院院士、国家能源咨询专家委员会副主任、国家气候变化专家委员会主任杜祥琬作了报告并就其中部分内容接受了本报记者的采访。
 
         能源科技将重塑能源转型
 
         记者:您认为,中国能源变革的趋势体现在哪些方面?
 
         杜祥琬:首先体现在能源革命上,我认为其发展方向可以概括为:能源消费革命是由粗放、低效转向节约、高效。能源生产革命是由黑色、高碳转向绿色、低碳。而能源科技革命是它们的支撑,智能化、电气化、低碳化、高效化是能源技术革命的方向。其次,能源安全有了新观念。一是能源供给安全观有了革新,从供给侧单向提供保障到供给侧和需求侧双向协同提供保障,即“以科学的供给满足合理的需求”。二是能源环境安全观由单纯的“保障供给”理念转向“保障供给和保护环境并重”的理念,把解决能源利用造成的生态环境问题提升到国家安全的战略高度。三是从国际竞争来看,我国长远能源安全观应基于新能源科技和产业的振兴,占领未来能源新科技的战略制高点,确立具备国际视野和长远战略眼光的能源安全观。
 
         记者:全球能源变革的趋势呢?
 
         杜祥琬:全球环境的战略地位在提升,观念在进步。国际上逐步认识到需要“大保护”,而非“大开发”,在保护中、在环境容量下发展能源。
 
         同时,气候变化成为全球性的环境问题,应对气候变化正在引领全球能源的低碳转型,这是严肃的、责任重大的全球性努力!我认为,重塑能源,绿色化、低碳化、高效化,全球能源结构逐步走向以非化石能源为主,能源科技创新进入高度活跃期。
 
         同时,世界各国在低碳、可持续发展上也作出了努力。欧盟、美国、日本都提出高比例发展非化石能源的战略目标。许多发展中国家也树立了“把脱贫与可持续相结合”的发展战略。为提高低碳能源的竞争力,需着力发展相应的新材料、新工艺、新概念、新技术,特别是与信息技术、数字技术的深度融合。
 
         我认为,能源科技正在蓬勃发展,新概念、新技术和新用能方式将会重塑能源,而能源又是多学科交叉的应用领域,其创新发展跟材料科学、生物技术、信息技术的发展密切相关,所以要加强基础性研究。虽然新能源科技的突破有着一定的难度和不确定性,但大家要认准战略方向,坚持并努力发展国际合作。中国能源的安全、可持续跟全球能源的安全、可持续本质上一致,所以创造一个绿色、低碳、高效、安全的新型能源体系,将为国家和人类的永续发展作出贡献。
 
         记者:请描述下未来社会的形态与能源转型。
 
         杜祥琬:第一,未来将是更加个性化的以消费者为中心的社会,需要更多的分布式能源供给,智能化网络化的管理使能效提升。二是基础设施的投资将向分布式发电设施以及智能化倾斜,智能技术会与绿色、低碳能源相结合。还有,人类将拥有更高的资源循环利用能力。
 
         储能居能源技术前沿首位
 
         记者:谈及能源科技发展的前沿领域,您会把什么放在优先位置?
 
         杜祥琬:我会把储能放在最前面。我认为,储能技术尤其高能量密度储能技术可能是个颠覆性的技术领域,它将与间歇性可再生能源配合,使其规模化高效发展,会使电动汽车趋向轻量和小型化,也会使智能电力系统更加节能提效等等。
 
         储能也是目前各国着力创新的领域。在化学储能上,以色列研制的空气锂电池,比锂—镁电池的储电量提高8倍,而西班牙的石墨烯电池的储电量又比空气锂电池高出5倍。国际操控和设计纳米材料的能力也推动了储能的创新。液体电池、纳米储能、智能储能、纤维状超级电容器、无线的电磁充电技术也在发展中。同时,物理储能的各种技术也有所进展。
 
         记者:那么可再生能源呢?
 
         杜祥琬:可再生能源是未来低碳能源的主力。
 
         水电是目前可再生能源的主力,不存在太多前沿技术难题,现在就是要做好能源效益与生态环境的双赢。
 
         特别说下太阳能。大家的煤炭、石油等于用的都是“昨天的太阳”,现在要学会用好“今天的太阳”。其实可再生能源都是广义的太阳能。要说现在比较活跃的前沿科技,太阳能电池算一个。硅基的柔性薄膜太阳能电池,CIGS薄膜太阳能电池、全天候太阳能电池等都值得关注。在应用上,美国人说如果在四千万个屋顶都装上太阳能,其装机容量可达400吉瓦。太阳能热发电也有多种形式,关键在于提高光热的转化效率和降低热损失。另外,太阳能直接热利用技术在未来也有很大的发展空间。
 
         风电技术方面,风机的形状和排布的新形式、风机组成控制系统有不少的创新,高空风的利用与低速风的利用都是正在研究的对象,海上风电机组抗台风和腐蚀技术也有新进展。间歇性的风能及太阳能峰值利用技术,如电解水制氢、海水淡化等也需要密切关注,它们对减少弃风、弃光会起到重要作用。另外,生物质能、地热能等也有重要意义并已取得不错的进展。
 
         记者:核能呢?
 
         杜祥琬:核能是科技含量较高的,目前先进安全的核能技术在全球实际应用的都是核裂变发电。在产业链的下端,核废物的减量和嬗变技术及最终安全和环境友好的处置技术是全球重视的。瑞典核反应堆不多,但对核废料的地下储存做到精细化。还有更先进的堆型如第四代堆、小型模块式堆等也值得研究。
           
         在产业链的前端,就是燃料,要关注非常规铀资源勘探开发技术,从海水、湖水中提取铀的技术等。当然核能的未来是受控核聚变,国际上正在合作进行磁约束核聚变,不同概念的惯性约束聚变以及聚变—裂变混合堆等,中国也是ITER实验堆计划的参与者之一。我认为,核聚变新概念的研究应得到特别鼓励。

 
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